[发明专利]一种模板剂中间体4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模板剂中间体4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇的制备方法，属于分子筛领域。

背景技术

沸石分子筛材料，尤其是硅铝沸石分子筛材料，具有规则的微孔孔道、大的比表面积、较高的热稳定性及水热稳定性，是目前应用于石油化工领域最广泛的多相催化材料。在现代沸石分子筛合成中，有机模板剂的使用起着非常重要的作用，新拓扑结构沸石分子筛的开发以及新的合成路线的探索都与新型模板分子密切相关，通常模板分子在沸石分子筛的合成中起着结构导向、孔道填充及平衡骨架电荷的作用。

近年来，具有高硅铝比和八元环孔道结构的SSZ-13沸石分子筛在MTO反应中具有较高的催化活性和选择性，因而广受关注，高的硅铝比赋予了产品更高的热稳定性及水热稳定性，而八元环的孔道结构使其在MTO反应中具有良好的择形性，且Cu交换的SSZ-13沸石在以NH3为还原剂的消除氮氧化物污染的反应中，显示出比其它分子筛更为优异的催化活性和选择性。但是由于SSZ-13沸石分子筛较小的孔道尺寸以及交换容量的限制，限制了其催化活性的提高，Gregory课题组研发的新型分子筛SSZ-52很好的弥补了这一缺点，SSZ-52与SSZ-13相比，其孔径更大，吸附能力更强，对氮氧化合物转化能力更高。SSZ-52分子筛的合成需要使用的模板剂为：2-氮阳离子双环[3.2.2]壬烷,2,2-二乙基-5,6-二甲基-,氢氧根，分子式为C14H29NO，具有以下结构式：

4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇是制备模板剂2-氮阳离子双环[3.2.2]壬烷,2,2-二乙基-5,6-二甲基-,氢氧根的重要中间体，该中间体经过氧化反应，成肟及重排反应，乙基化反应及离子交换即可制的目标模板剂，目前，此模板剂的合成国内外相关报道较少，只有一篇专利WO0109037A1报道了其合成过程，此专利以3-甲基-2-环己烯-1-酮为起始原料，经迈克尔关环，四氢锂铝还原，对甲苯磺酰氯酯化，再一步四氢锂铝还原制备4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇。该路线中使用了危险易燃物四氢锂铝(LiAlH₄)作为还原剂，大大降低了整条合成路线的安全性，不适于车间生产放大；并且在对甲苯磺酰氯酯化时，需通过柱层析进行提纯，既浪费工时，又降低了收率，使得产品成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提一种供模板剂中间体4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇的制备方法，其步骤减少，收率高及利于工业化生产，克服了上述现有技术中的缺陷。

8.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种模板剂中间体4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇的制备方法，所述4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇的结构式为

其特征在于，包括以下步骤：

1)将3-甲基-2-环己烯-1-酮与锂试剂反应，然后再与三甲基氯硅烷反应生成三甲基(5-甲基环己烯-1-5-二烯基氧基)硅烷；其中，

所述3-甲基-2-环己烯-1-酮的结构式如下：

所述三甲基(5-甲基环己烯-1-5-二烯基氧基)硅烷的结构式如下：

所述锂试剂与所述3-甲基-2-环己烯-1-酮的摩尔比为1～2:1，所述三甲基氯硅烷与所述3-甲基-2-环己烯-1-酮的摩尔比为2～4:1；

2)将步骤1)中生成的三甲基(5-甲基环己烯-1-5-二烯基氧基)硅烷及丙烯腈加入到有机溶剂中，进行加热经过迪尔斯-阿尔德反应，再进行水解反应生成所述1-甲基-5-酮双环[2.2.2]辛烷-2-氰；所述迪尔斯－阿尔德反应(英语：Diels–Alder reaction)又叫Diels-Alder反应、双烯加成反应；

其中，

所述1-甲基-5-酮双环[2.2.2]辛烷-2-氰的结构式如下：

所述丙烯腈与所述三甲基(5-甲基环己烯-1-5-二烯基氧基)硅烷的摩尔比为1～5:1；

3)将步骤2)中生成的1-甲基-5-酮双环[2.2.2]辛烷-2-氰在催化剂催化下与氢气反应，生成4,5-二甲基双环[2.2.2]辛烷-2-醇。

本发明的有益效果是：本发明采用三步反应过程且每个反应步骤的总收率大于85％，纯度均达到88％以上，中间步骤产物的纯度可高达97.3，且步骤简单，反应过程中不使用四氢锂铝，后处理简单，更加适合工业化生产，无需通过柱层析进行提纯，省时省力，纯度高，节约成本。